۱۳۹۴-فاطمه محمدی

فاطمه محمدی

ایمیل:  fatemehmohammadi1992@gmail.com

• کارشناسی ارشد (94-97): اصلاح سطحی آلیاژ نیتانول برای بهبود خون سازگاری و مقاومت به خوردگی

چکیده

امروزه گرفتگی و انسداد شریانهای قلب یکی از دلایل عمده مرگ و میر در سراسر جهان بهشمار میرود. آلیاژ نیکل-تیتانیم به دلیل خواص منحصر به فرد خود، یکی از پرکاربردترین آلیاژها در ساخت استنت مورد استفاده در درمان گرفتگی عروق است. هدف از انجام این پژوهش، بهبود همزمان نرخ رهایش نیکل، زیست سازگاری و خون سازگاری از طریق فرایند دو مرحلهای اصلاح سطح و رهایش کنترل شده داروی هپارین است. مرحله اول اصلاح سطح شامل اکسایش آندی آلیاژ نیکل-تیتانیم ریختهگری شده جهت تشکیل نانولولههای اکسید تیتانیم بر سطح آلیاژ و مرحله دوم شامل بارگذاری نانوذرات کیتوسان-هپارین در روی سطح و درون نانولولهها بهمنظور بهبود رفتار بیولوژیکی آن میباشد. بدین منظور، ابتدا آلیاژ نیکل-تیتانیم جهت یکنواخت شدن ترکیب شیمیایی تحت فرایند عملیات حرارتی انحلالی در دمای 900 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت قرار گرفت. در ادامه، به منظور کنترل اندازه دانه و رسوبات باقیمانده در آلیاژ، عملیات حرارتی ثانویه در چهار گروه انجام شد: نمونههای سرد شده در کوره، نمونههای خنک شده در آب، نمونههای خنک شده در آب و پیرسازی شده در دمای 300 درجه سانتیگراد و نمونههای خنک شده در آب و پیرسازی شده در دمای 500 درجه سانتیگراد. ریزساختار حاصل با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون پراش پرتو ایکس مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، فرایند اکسایش آندی بر زیرلایههای مختلف تحت ولتاژ ( 60 ،50 ،40 و 80ولت) و زمانهای مختلف (15 ،13 ،10و 30دقیقه) و همچنین تعداد مراحل متفاوت فرایند اکسایش آندی ( یک و دو مرحله) انجام شد. پس از بررسی ریزساختار بهکمک میکروسکوپ الکترونی روبشی، شرایط بهینه فرایند و زیر لایه مناسب انتخاب شد. نتایج نشان داد پیرسازی در دمای 500درجه سانتیگراد منجر به توسعه آلیاژی با ترکیب شیمیایی یکنواخت و اندازه دانههای یکنواخت 163±6 میکرومتر شده که حاوی رسوبات ریزی از نوع Ti2Niدر مرزهای دانه است. همچنین، اکسایش آندی یک مرحلهای این آلیاژ اصلاح شده تحت ولتاژ 50 ولت و زمان 10دقیقه، سبب تشکیل نانولولههایی با مرفولوژی مناسب و قطر 30±5نانومتر و طول 300±7نانومتر شد. آزمونهای الکتروشیمیایی نشان داد که عملیات حرارتی نمونهها و در ادامه فرایند اکسایش آندی تاثیر قابل توجهی بر نرخ رهایش نیکل دارد. بر این اساس، نمونه دارای شرایط بهینه عملیات حرارتی(نمونههای خنک شده در آب و پیرسازی شده در دمای 500درجه سانتیگراد،) دارای کمترین نرخ رهایش نیکل (12 ppb) در مقایسه با سایر نمونهها و بخصوص نمونه ریختهگری شده اولیه (85 ppb) بود. همچنین، فرایند اکسایش آندی نمونه بهینه سبب کاهش بیشترمقدار رهایش نیکل (9 ppb) شد. در ادامه، جهت بهبود رفتار خونسازگاری و سلول سازگاری آلیاژ نیکل-تیتانیم اصلاح شده بهینه، نانوذرات کیتوسان حاوی هپارین با اندازه ذرات 55±10نانومتر درون نانولولهها طی دو زمان متفاوت 15دقیقه (نمونه -15CH Anodized)و 45دقیقه (نمونه45CH-Anodized) بارگذاری شد و رفتار دو فرایند اصلاح سطحی ( اکسایش آندی و بارگذاری نانوذرات کیتوسان-هپارین) بهطور همزمان بررسی شد. نتایج نشان داد که بارگذاری نانوذرات کیتوسان-هپارین در نانولولهها سبب کنترل نرخ رهایش هپارین شد. بهگونهای که پس از 14روز غوطهوری در محلول بافر فسفات، رهایش هپارین از نمونه 45CH-Anodized به میزان 0/656±0/05 میلیگرم بر میلیلیتر و از نمونه 15CH-Anodizedبه میزان 0/199±0/04میلیگرم بر میلیلیتر (پس از 14روز) بود. نتایج آزمون خون- سازگاری و کشت سلولی نشان دهنده بهبود قابل توجه رفتار خونسازگاری و سلولسازگاری نمونههای حاوی نانوذرات کیتوسان-هپارین در مقایسه با آلیاژ ریختهگری شده و نمونه بهینه آندایز شده بود. علاوه براین رفتار حافظهداری نمونه بهینه نیز بررسی شد. نتایج نشان دهنده قابلیت بازیابی این نمونه به میزان 91 درصد بود. با توجه به نتایج حاصل، نمونه عملیات حرارتی شده در دمای 900 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت خنک شده در آب و پیرسازی شده در دمای 500 درجه سانتیگراد و آندایز شده در ولتاژ 50ولت به مدت 10دقیقه و حاوی نانوذرات کیتوسان-هپارین میتواند سبب بهبود زیستسازگاری و خونسازگاری این آلیاژ شده که برای کاربرد در استنتهای قلبی-عروقی مناسب میباشد.